混凝土强度影响因素分析与评定方法研究

杨海峰

华润置地（沈阳）物业服务有限公司企业管理分公司 辽宁沈阳 110000

1 影响混凝土强度的主要因素

影响混凝土强度的因素很多，其中较为主要的有水泥强度、水灰比、集料品质和级配、混凝土的养护和龄期等[1]。

1.1 水泥强度

水泥是一种胶结材料，是混凝土主要组分之一，它在混凝土中约占总体积的10%～15%。水泥强度是决定混凝土强度的关键因素，当其他条件相同时，水泥标号越高，其黏结力越强，则混凝土强度就越高。混凝土强度随水泥强度正比变化已是无需证明的事实。水泥强度的高低取决于水泥的化学成分和水泥细度。化学成分不同及它们在熟料中占的比例不同，决定了水泥性质，形成了不同品种的水泥。以普通硅酸盐水泥为例，它的强度主要与C3S和C2S的体积分数有关。C3S强度发展较快，是决定水泥强度的主要成分。C2S使水泥强度早期发展慢、后期快，是保证水泥后期强度的主要成分。

1.2 集料

集料（骨料）是混凝土组分之一，占混凝土总体积的66%～78%。混凝土集料有粗细之分，一般把0.5mm～5mm粒径的集料称为细集料；粒径大于5mm的称为粗集料。普通混凝土所用的集料有砂、碎石和卵石。集料的重要参数有集料的品种、形状、表面状态及级配等。集料强度不太重要，因为集料强度一般高于混凝土强度，在承载时，混凝土中的集料所能承受的应力远超过混凝土强度。集料的颗粒形状有棱角形、球形或蛋形，片状和针状颗粒影响混凝土的工作性和耐久性，在有关规定中限定了它们的含量。

集料颗粒的表面状态主要是指表面粗糙程度和孔的特征。集料形状和表面状态影响集料与水泥石的黏结，从而影响混凝土强度，特别是抗压强度。集料品种对混凝土强度的影响与水灰比有关，当水灰比小于0.4，用碎石制成的混凝土强度较卵石的大；随水灰比增大，集料的影响减小；当水灰比为0.65时，碎石和卵石制成的混凝土强度没有差异。

1.3 水灰比

水灰比是影响混凝土强度的重要因素。普通混凝土强度主要取决于其内部毛细管孔隙率，孔隙率越小，强度越高。水灰比和混凝土振捣的密实程度都对混凝土内的孔隙体积有影响。在一定振捣方法下，水灰比低，因和易性不好，混凝土不能被充分振实，强度因孔隙率大而较低；水灰比过高，水泥石中孔隙体积增加，混凝土强度也低。对于每种振捣方式和一定配合比的混凝土，都存在一个最佳水灰比，它要通过试验确定。充分密实的混凝土的孔隙率由水灰比确定。Pc=W/C-0.36a式中：Pc为毛细孔隙率；W/C为水灰比；a为水化程度。在这种情况下，混凝土强度随水灰比的降低而提高。充分密实的混凝土形成水化物需要一个最小的水量。

1.4 养护条件和龄期

养护温度对混凝土强度发展有很大影响，养护温度高可以加快初期水化速度，提高混凝土初期强度。但由于急速的初期水化导致水化物的不均匀分布，从而降低混凝土整体强度。养护温度低时，水化速度比较慢，若温度低于10℃时将不利于早期强度的发展[2]。

水泥水化只能在为水填充的毛细管内发生，因此必须创造条件防止毛细管内水分蒸发。而且在水泥水化过程中产生的水泥凝胶具有很大的比表面积，大量的自由水变为表面吸附水，这时如果不让水分进入水泥石内，水分蒸发可引起过度失水，从而延迟或阻碍水化反应的正常进行。水化反应通常在混凝土成型后的几天内迅速进行，因此在这期间保持混凝土中的水分、阻止或减少水分的蒸发是很重要的。一般当混凝土相对湿度低于80%或温度低于0℃时，强度增长几乎停止。混凝土强度随龄期曲线而增长，在14天以前强度增长较快，14天以后增长平缓，28天以后更加平缓，2～3年后强度将停止增长。试验资料表明，用硅酸盐水泥制成的混凝土28天强度与7天强度之比约在1.3～1.7之间。

2 混凝土强度影响评定方法

评定混凝土强度质量不可能采用全数的破坏性试验，只有从检验批的总体中，随机抽取若干组试件进行破坏性试验。并以此试验结果，来推断总体的质量状况。根据抽样统计理论，试样的统计参数与总体的统计参数之间的关系，有一定的规律可循。因此，在合格性控制上，采用统计方法能较好地反映验收批的质量状况，是实行质量管理的一个组成内容。

对批量较小的混凝土，可使用非统计法进行评定，但非统计法的检验效率较差，容易造成误判，应避免采用，对于混凝土构件预制厂和预拌混凝土生产厂，由于生产条件能基本保持一致，最好采用已知方差统计法。

用确定混凝土强度评定值的方法来判定混凝土强度是否合格，不仅在概念上更便于理解，而且在判定混凝土强度合格性的同时，就给出了混凝土所达到的强度等级(混凝土强度评定值)，如判定为不合格时，可将其直接提供设计单位作为加固补强的依据[3]。

现行《混凝土强度检验评定标准》的非统计法对不同强度等级的评判宽严程度不同，错判和漏判的可能性较大，建议在标准修订时将统计法的适用范围放大(如将统计法适用的验收批强度试件组数降低)。另外，考虑到混凝土施工配制强度为：fcu，0=fcu，k+1.645σ而不是λfcu，k，鉴于目前混凝土强度等级分布较广，从C10～C80甚至更高，对非统计法的验收界限值应采用fcu，k±λσ的形式(λ为系数，分平均值系数和最小值系数两种，σ为平均控制水平的标准差，按规范规定选取)，取代原来的λfcu，k的形式，可以对各个强度等级都保持宽严一致。

3 结语

综上所述，混凝土强度影响因素众多，本文根据理论分析和施工实践并结合国内外工程经验，提出并总结了影响混凝土强度的三大因素：混凝土的原材料、工艺及施工技术。较为全面的分析了这些因素对混凝土强度的影响，并结合这些影响因素提出了如何提高混凝土强度的方法，为水泥混凝土结构的设计、施工及试验分析提供一些思路，具有一定的实用价值。